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Entnahmedruckregelung für wahlweise im Insel- oder Parallelbetrieb laufende Dampf- turbinen
In industriellen Anlagen werden Dampfturbinen neben ihrer primären Aufgabe der Erzeugung elektri- scher Energie auch zur Lieferung von sogenanntem Fabrikationsdampf (etwa Heizdampf) herangezogen, der der Turbine an einer Entnahmestelle entzogen wird. Bei stark schwankendem Energiebedarf der indu- striellen Anlage ist es auch vielfach üblich, die Turbine nur für eine gewisse Grundlast zu dimensionieren und für Zeiten höheren Energiebedarfes elektrische Energie aus einem Fremdnetz zu beziehen, bzw. in Zeiten geringeren Energiebedarfes elektrische Energie in ein Fremdnetz zu liefern. Das heisst aber, dass solche Turbinen einmal im Inselbetrieb und ein anderesmal im Parallelbetrieb mit einem starken Netz arbeiten müssen.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun einen Vorschlag für die Bewerkstelligung des Überganges von einer Betriebsart zur anderen in ganz einfacher und daher betriebssicheren Weise.
Gegenstand der Erfindung ist die Entnahmedruckregelung für wahlweise im Insel-oder Parallelbetrieb laufende Dampfturbinen mit Hilfe eines den Entnahmedruck überwachenden Strahlrohrreglers (AskaniaRegler), wobei in erfindungsgemässer Weise dem Strahlrohrregler ein Umschaltschieber zugeordnet ist, der beim Übergang vom Inselbetrieb auf Parallelbetrieb und umgekehrt die Kanäle des Druckaufnehmer des Strahlrohrreglers auf das jeweils die Regelung des Entnahmedruckes übernehmende Frischdampfbzw.
Überströmventil umschaltet, den Zylinderraum des vom Entnahmedruckregler jeweils unbeeinflusst bleibenden Ventiles mit dem Leckölabfluss verbindet und ferner den Druckölzufluss zu einem Umsteuerzylinder mit beidseitig beaufschlagten Kolben steuert, welcher Umsteuerzylinder die Wirkung einer Feder auf zwei in an sich bekannter Weise der Rückführung dienende, von den ausgesteuerten Öldrücken beaufschlagte Membrandruckmesswerke beim Übergang vom Inselbetrieb auf Parallelbetrieb umsteuert.
Die beiliegenden Zeichnungen dienen zur Erläuterung des erfindungsgemässen Vorschlages. An Hand der Fig. 1 sollen die sich unter den eingangs geschilderten Umständen für die Entnahmedruckregelung ergebenden Probleme und an Hand der Fig. 2 die erfindungsgemässe Lösung näher erläutert werden.
In Fig, 1 sind mit HD und ND der Hoch- und Niederdruckteil einer Dampfturbine, mit VI und V2 das Frischdampf-bzw. Überströmventil, mit DR der den Entnahmedruck PE überwachende Druckregler, mit G der angetriebene Generator und mitf bzw. h die vom Druckregler zu den Ventilen führenden Steuerleitungen bezeichnet.
Im Inselbetrieb bei konstanter elektrischer Leistung, die über den das Frischdampfventil Fi beeinflussenden Drehzahlregler überwacht wird, läuft die Regelung der Dampfentnahme auf eine Regelung des Vordruckes für den Niederdruckteil ND der Turbine hinaus, d. h. der den EntnahmedruckpE überwachendeDruckregler DR, der im allgemeinen als Strahlrohrregler (Askania-Regler) ausgebildet ist, muss, wenn PE steigt, das Überströmventil V2 öffnen, bzw. wenn PE fällt, muss V2 schliessen.
Im Falle des Parallelbetriebes hingegen läuft die Entnahmedruckregelung auf eine Regelung des Gegendruckes für den Hochdruckteil HD hinaus und der Entnahmedruckregler DR muss auf das Frischdampfventil Fi einwirken, u. zw. dieses schliessen, wenn PE steigt bzw. öffnen, wenn PE fällt. Man erkennt also, dass Schwankungen des Entnahmedruckes PE für die beiden Betriebsfälle (Insel- und Parallelbetrieb) für die beiden Ventile gerade entgegengesetzte Regelimpulse erfordern.
In Fig. 2 ist mit DR der Druckregler, ein Strahlrohrregler, bezeichnet, dessen Strahlrohr bei Schwankungen des Entnahmedruckes PE über die Membrane M abgelenkt wird. Die von seinem Druckabnehmer ausgehenden Steuerleitungen e, g sind in erfindungsgemässer Weise über einen Umschaltschieber US geführt, der sie je nach Stellung des Schiebers mit der Steuerleitung, die in Übereinstimmung mit Fig. 1 zum Steuerzylinder SZ, für das Frischdampfventil V, führt, oder mit der Steuerleitung h, die zum Steuerzylinder SZ2 für das Überströmventil Vs in den Niederdruckteil führt, verbindet. Natürlich erfolgt die Ventilsteuerung im allgemeinen in an sich bekannter Weise servomotorisch.
Ausserdem steuert dieser Umschaltschieber auch den Druckölzufluss aus der Leitung m in Kanäle o und p, die zu einem Umschaltzylinder UZ mit beiderseitig beaufschlagtem Kolben führen, über den eine Feder F betätigt wird, die zu einer an sich bekannten, aus den beiden von den ausgesteuerten Öldrücken beaufschlagten Membrandosen M, und M2 und einem geeigneten Gestänge bestehenden hydraulisch-mechanischen Rückführungseinrichtung gehört und deren Wirkung entsprechend den geänderten Regelaufgaben des Strahlrohrreglers
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beim Übergang von der einen Betriebsart in die andere gewendet werden muss, eine Aufgabe, die gleichfalls dem Umschaltschieber US zugewiesen ist.
Betätigt wird der Umschaltschieber US am besten gleichfalls hydraulisch, u. zw., um eine Fernbedienung in einfacher Weise zu ermöglichen, über einen Magnetschieber MS, über den das aus Leitung m zuströmende Drucköl in die Leitungen b oder c gelenkt wird und demnach der Umschaltschieber US in die eine oder die andere Stellung gebracht wird. In die Abflussleitung des Umschaltschiebers US für das aus den Steuerzylindern SZI und SZ2 rückströmende Steueröl ist weiterhin ein Ablaufventil A V vorgesehen (in der Zeichnung als federbelastete Klappe angedeutet), bei dem zufolge einer gewissen Vorspannung Gewähr gegeben ist, dass die Steuerölleitungen stets ölgefüllt bleiben, also niemals leerlaufen.
Der Leckölabfluss aus dem Umschaltschieber für das aus den Membrandosen M, und M2 rückströmende Drucköl ist mit d bezeichnet.
Unter den in den Fig. 1 und 2 getroffenen Voraussetzungen gelten also die mit vollen Linien angedeuteten Innenverbindungen des Umschaltschiebers US für Inselbetrieb, da bei dieser seiner Stellung, wenn PE sinkt, vom Strahlrohr über den Umschaltschieber die zum Steuerzylinder SZ2 führende Steuerleitung h beaufschlagt wird, daher das Überströmventil V2 im Sinne "Schliessen" betätigt wird, bzw., wenn umgekehrt PE steigt, die zum Steuerzylinder SZ2 führende Steuerleitung h druckentlastet wird und daher das Ventil V2 im Sinne "Öffnen" betätigt wird.
Bei der durch die strichlierten Linien der Innenverbindung gegebenen Stellung des Umschaltschiebers US wirkt der Strahlrohrregler über die Steuerleitungf allein auf den Steuerzylinder SZ, und damit auf das Frischdampfventil Fi, welches, im Parallelbetrieb mit einem starken Netz der Drehzahlregelung enthoben, nunmehr die Regelung des Entnahmedruckes PE übernimmt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Entnahmedruckregelung für wahlweise im Insel- oder Parallelbetrieb laufende Dampfturbinen mit Hilfe eines den Entnahmedruck überwachenden Strahlrohrreglers (Askania-Regler), dadurch gekennzeichnet, dass dem Strahlrohrregler (DR) ein Umschaltschieber (US) zugeordnet ist, der beim Übergang vom Inselbetrieb auf Parallelbetrieb und umgekehrt die Kanäle des Druckaufnehmer des Strahlrohrreglers (DR) auf das jeweils die Regelung des Entnahmedruckes übernehmende Frischdampf- bzw. Überströmventil (Vi bzw.
V2) umschaltet, den Zylinderraum des vom Entnahmedruckregler jeweils unbeeinflusst bleibenden Ventiles mit dem Leckölabfluss verbindet und ferner den Druckölzufluss zu einem Umsteuerzylinder (UZ) mit beidseitig beaufschlagtem Kolben steuert, welcher Umsteuerzylinder (UZ) die Wirkung einer Feder (F) auf zwei in an sich bekannter Weise der Rückführung dienende, von den ausgesteuerten Öldrücken beaufschlagte Membrandruckmesswerke (Mi und M2) beim Übergang vom Inselbetrieb auf Parallelbetrieb umsteuert.